傳感器在未來將朝著微型化、集成化、智能化和低功耗化的方向發(fā)展，尤其是應(yīng)用于可穿戴設(shè)備領(lǐng)域。它必須具有體積小、可靠性高、能實現(xiàn)批量化生產(chǎn)等特點，借助傳統(tǒng)的技術(shù)，很難實現(xiàn)這方面要求。

 

MEMS傳感器技術(shù)的產(chǎn)生正好迎合了這方面的需求，在未來將產(chǎn)生更加深遠的影響。

 

如今，MEMS領(lǐng)域的創(chuàng)新仍在繼續(xù)，這種創(chuàng)新不僅來自新技術(shù)，也包括成熟MEMS技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新。而目前的MEMS產(chǎn)業(yè)革新的方向繼續(xù)發(fā)力更小的物理封裝、更強大的功能、日益多樣化的應(yīng)用、低功耗、更低的成本、日趨復(fù)雜的硬/軟件和系統(tǒng)集成等方面。

 

隨著可穿戴設(shè)備概念的持續(xù)火爆，近幾年，MEMS器件的尺寸一直在縮減，系統(tǒng)級封裝、運動傳感器交互、軟件復(fù)雜性、LBS服務(wù)、增強現(xiàn)實和健康監(jiān)測等等都提上了各廠商的研發(fā)日程。

 

“由于消費者對可穿戴設(shè)備持續(xù)的關(guān)注，意法半導(dǎo)體很早就開始了這方面的技術(shù)準(zhǔn)備，而且組合式傳感器將是大勢所趨。”意法半導(dǎo)體彭祖年說道。

 

據(jù)彭祖年介紹，意法半導(dǎo)體早已經(jīng)開始在一個封裝內(nèi)整合多個傳感器：加速計、陀螺儀、地磁計、壓力傳感器。iNEMO慣性模塊的推出就是整合了不同類型的傳感器，提供了比分立式MEMS產(chǎn)品更小巧、穩(wěn)定且易于組裝的解決方案。根據(jù)所選解決方案的不同，iNEMO慣性模塊提供了更準(zhǔn)確和可靠的傳感器性能，并且將占位面積縮小了85%之多。“產(chǎn)品最大亮點是獨有的6軸慣性運動感應(yīng)可運行與傳感器相關(guān)的所有功能以及客戶專用軟件，同時功耗比現(xiàn)有解決方案降低40%。”

 

意法半導(dǎo)體的iNEMO硬件和軟件解決方案包括：系統(tǒng)級封裝在6軸或9軸單片式解決方案內(nèi)整合了加速器、陀螺儀和磁力計;iNEMO-M1板上系統(tǒng)，板上配有意法獨家發(fā)布的STM32微控制器的9軸IMU，簡便易用，并且用戶可以對其進行編程;iNEMOEngine，是基于專用濾波和預(yù)測算法的傳感器融合軟件套裝。iNEMO引擎能夠智能對比來自于多個傳感器的不同數(shù)據(jù)，并不受環(huán)境條件的影響，從而實現(xiàn)最佳性能。

 

彭祖年認為，“全整套iNEMO硬件和軟件解決方案讓運動感應(yīng)系統(tǒng)能滿足最嚴(yán)苛的應(yīng)用要求，例如增強型手勢識別/游戲、增強現(xiàn)實、室內(nèi)導(dǎo)航和定位服務(wù)等。”在這些多傳感器產(chǎn)品內(nèi)，集成傳感器可實現(xiàn)自主和自動系統(tǒng)，監(jiān)測特定的條件，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的操作，用戶無需干預(yù)或只需稍加介入。

 

此外，意法半導(dǎo)體智能傳感器整合MEMS器件和處理功能，無需主處理器介入，獨立運行傳感器算法，從而能夠降低系統(tǒng)級功耗，這對續(xù)航能力低、耗電量大的可穿戴設(shè)備非常重要。

 

相對于國外廠商的大手筆，國內(nèi)廠商在MEMS傳感器技術(shù)上的積累則顯得有些捉襟見肘。但這并不妨礙國內(nèi)廠商在這一領(lǐng)域默默的耕耘。

 

上海矽睿今年便推出了基于AMR技術(shù)的高精度三軸磁傳感器產(chǎn)品—QMC6983。據(jù)上海矽睿科技有限公司首席執(zhí)行官謝志鋒介紹，QMC6983是專門針對智能移動終端，包括智能手機、智能平板、智能手表以及智能穿戴式設(shè)備的電子羅盤應(yīng)用進行研發(fā)的。該款產(chǎn)品具有小尺寸、低功耗、高精度的優(yōu)異特點。產(chǎn)品外形尺寸為1.6*1.6*0.7mm3的LGA封裝，工作電流僅為100uA，16位的模數(shù)轉(zhuǎn)換，分辨率高達到0.1毫高斯，可以支持指南針1度的高精度，數(shù)據(jù)輸出頻率可高達200Hz。

 

謝志鋒對筆者說道，“QMC6983具有內(nèi)置自檢功能和溫度漂移補償模塊，比市場上現(xiàn)有產(chǎn)品的精度和可靠性更好，而且我們多種傳感器可以在一個生產(chǎn)線上做，做在一個硅片上集成。”

 

不過，雖然這款產(chǎn)品適用于可穿戴設(shè)備，但謝志鋒卻認為目前可穿戴設(shè)備的市場前景并不明朗，與智能手機不一樣，可穿戴設(shè)備種類繁多，目前并沒有成熟的產(chǎn)品出現(xiàn)。“這類設(shè)備的特點是低功耗、小尺寸、數(shù)據(jù)存儲等，但是現(xiàn)在大多數(shù)人都還不是很了解可穿戴設(shè)備，OEM制造商也還未設(shè)計出一款真正成功的產(chǎn)品，因此市場前景仍有待觀察。”

 

謝志鋒進一步說道，“其實可穿戴設(shè)備只有一般一兩種功能，我認為手機上可以放一二十個傳感器，但是可穿戴設(shè)備上放一兩個傳感器就可以了。一般情況下，一個加速度計再加上一個硅麥克風(fēng)就夠了。因為目前由于受限于續(xù)航能力，如果傳感器太多，功耗問題很大的困擾。”

 

所以短時間內(nèi)，矽睿的關(guān)注度還是三類產(chǎn)品，磁傳感器、加速度計和陀螺儀，而心率、健康等MEMS傳感器還不是矽睿短期內(nèi)努力的方向。矽睿未來路線圖包括今年的三軸加速度計、明年計劃推出的三軸陀螺儀以及6軸和9軸的產(chǎn)品。

 

而從事硅麥克風(fēng)聲學(xué)器件的蘇州敏芯首席運營官張辰良也認為，“集成太多MEMS傳感器對尺寸較小的可穿戴設(shè)備來說是負載很重的事情。”張辰良也提到敏芯有客戶反饋希望在其組合式產(chǎn)品設(shè)計中加入硅麥克風(fēng)功能，但在許多情況下因為功耗、尺寸或成本等限制而無法達成。